Universidad Nacional Autnoma de Mxico
Facultad de Ingeniera
Divisin de Ciencias Bsicas
Alumno: Sandoval Gonzlez Jorge Alberto
Grupo de teora: 2Grupo de Laboratorio: 17
Cuestionario previo # 2 Temperatura
Brigada: 3
Profesora: Zaragoza Ziga Diana
Semestre 2015-2Fecha de entrega: 11-febrero-20151.- Defina el
concepto de equilibrio, equilibrio termodinmico y equilibrio
trmico.
- Equilibrio define un sistema en estado de balance, es decir,
un sistema en un estado cuyas fuerzas suman cero,- En termodinmica,
se dice que un sistema se encuentra en estado de equilibrio
termodinmico, si es incapaz de experimentar espontneamente algn
cambio de estado cuando est sometido a unas determinadas
condiciones de contorno, (las condiciones que le imponen sus
alrededores). Para ello ha de encontrarse simultneamente en
equilibrio mecnico y equilibrio qumico.- El equilibrio trmico
sucede cuando al poner en contacto dos cuerpos a distinta
temperatura, el de mayor temperatura cede parte de su energa al de
menos temperatura hasta que sus temperaturas se igualan.
2. Qu dice la ley cero de la termodinmica?Establece que cuando
dos sistemas se encuentran en equilibrio trmico deben tener la
misma temperatura. Si cada uno de ellos est en equilibrio trmico
con un tercero, los tres tendrn la misma temperatura por lo que se
deduce que todos y cada uno estn en equilibrio trmico.
3. Cules son las escalas de temperatura absoluta y relativa en
el Sistema Internacional y en el Sistema Ingls?- SistemaIngls
Absoluta:Rankin,Kelvin;Relativa:Fahrenheit.- SI
Absoluta:Kelvin;Relativa:Kelvin
4. Qu es la temperatura desde el punto de vista de la
termodinmica clsica?La temperatura es una medida utilizada por la
fsica y la qumica que expresa el grado de calor de un cuerpo o del
ambiente. La temperatura de un sistema es una propiedad
termodinmica, y como tal, su valor puede medirse. Una forma de
medir la temperatura de una sustancia es referirla a otra cantidad
de ms fcil medicin, tal como la longitud de una columna de mercurio
que es puesta en contacto con la sustancia y se deja que alcance el
equilibrio trmico.
5. Dibuje un esquema de la curva de calentamiento del agua y
explquela.
La curva del calentamiento del agua se grafica en temperatura
contra tiempo y se va dando de la siguiente manera.
Por ejemplo:
Se tiene un recipiente lleno de hielo el cual su temperatura es
de 0 C, lo que quiere decir que el agua se encuentra en su fase
solida por lo tanto, sus partculas se encuentran fuertemente unidas
entre ellas. El hielo mantiene su forma independientemente del
recipiente. Si esterecipiente sesomete a un calentamiento constante
se podr observa que el contenido del recipiente se va transformando
de su fase solida a liquida(S L), por lo tanto su temperatura al
iniciar este paso comienza asubir paulatinamente. La temperatura
del agua seguir subiendo paulatinamente, pero se mantendr ahora en
su fase liquida por lotanto sus partculas ya nose encuentran
ordenadas. El agua al adquirir una temperatura de 100C (Al nivel
del mar) se encontrara en la parteo en el cambio de fase de lquido
a vapor (L V) mantenindose a una temperatura constante. Al pasar
los 100C el agua cambia su fase de liquida a vapor, por lo tanto se
mantendr en esa fase, yse dir entonces que sus partculas ahora se
encuentran dispersas ycon gran agitacin.
6. Cules fueron los puntos de referencia para determinar las
escalas empricas de temperatura?Lasescalas empricasde
latemperaturasongrados centgrados(C)y grados Fahrenheit (F).Grados
centgrados (C). La escala centgrada uso como puntosde referencia el
punto de congelacin del agua como el0de su escala y el punto de
ebullicin de la misma como su mximo que es 100(esto a nivel Del
mar).Por lo que se puede decir que la escalaest dividida en 100
partes iguales y que vadel 0 al100. Grados Fahrenheit. Los puntosde
referenciapara la escalaFahrenheitsetomaron encuenta apartir dela
temperatura del cuerpo humano y esta a su vez se defini de procesos
empricos como 32 C por lo que se puede decir que la escala
Fahrenheit esta referenciada a la escala centgrada, la escala
Fahrenheit consta de 180 divisiones que segn esto eran los grados
que recorra el sol desde el amanecer hasta el anochecer
7. Mencione cinco propiedades de las sustancias que se usan para
medir la temperatura.
Contraccin, expansin, emisin infrarroja, conductividad elctrica,
resistencia.
8. Explique el principio de funcionamiento de los termmetros
siguientes: de bulbo con mercurio, termopar, bimetlico, pirmetro de
radiacin, de gas a volumen constante y de gas a presin constante.-
Bulbo con mercurio: El mercurio se dilata o contrae dependiendo de
la temperatura.- Termopar: Consta de dos cables de metales
diferentes unidos, que producen un voltaje que vara con la
temperatura de la conexin- Bimetlico: Consiste en una cinta hecha
de dos metales de coeficientes de dilatacin trmica muy diferente,
tales como el Invar y el latn, soldados cara con cara en toda su
longitud. La cinta puede ser casi recta o puede formar una espiral
para conseguir mayor sensibilidad. Una elevacin de temperatura
cambia la curvatura de la cinta, puesto que el latn aumenta ms
rpidamente en longitud que el Invar. Si uno de los extremos es
fijo, un indicador unido al extremo libre se mueve sobre una escala
graduada en temperaturas o una pluma se mueve sobre una tarjeta
movible para registrar la temperatura.- Pirmetro de radiacin: Este
tipo de pirmetros se fundamenta en la ley de Stefan-Boltzmann, que
dice que la intensidad de energa radiante emitida por la superficie
de un cuerpo negro aumenta proporcionalmente a la cuarta potencia
de la temperatura absoluta del cuerpo, es decir, W = KT4, donde:W
(potencia emitida)= Flujo radiante por unidad de rea.K =Constante
de Stefan - Boltzman (cuyo valor es 5.67 10-8 W / m2 K4).T
=Temperatura en Kelvin.- De gas a volumen constante: se compone de
una ampolla con gas -helio, hidrgeno o nitrgeno, segn la gama de
temperaturas deseada y un manmetro medidor de la presin. Se pone la
ampolla del gas en el ambiente cuya temperatura hay que medir, y se
ajusta entonces la columna de mercurio (manmetro) que est en
conexin con la ampolla, para darle un volumen fijo al gas de la
ampolla. La altura de la columna de mercurio indica la presin del
gas. A partir de ella se puede calcular la temperatura.- De gas a
presin constante: La presin del gas en un recipiente cerrado es
proporcional a su temperatura absoluta
9. Investigue el punto de ebullicin y de fusin del agua a nivel
del mar y a nivel del municipio de Ecatepec.Al nivel del mar con
una presin de 760 mmHg = 1 atm = 101325 (Pa) la temperatura de
ebullicin es de 100 C y su punto de fusin es de 0 C
10. Qu es el cero absoluto?El cero absoluto es la temperatura
terica ms baja posible. A esta temperatura el nivel de energa
interna del sistema es el ms bajo posible, por lo que las
partculas, segn la mecnica clsica, carecen de movimiento;1 no
obstante, segn la mecnica cuntica, el cero absoluto debe tener una
energa residual, llamada energa de punto cero, para poder as
cumplir el principio de indeterminacin de Heisenberg. El cero
absoluto sirve de punto de partida tanto para la escala de Kelvin
como para la escalade Rankine.
